基于稀疏离散τ-p变换的非均匀地震道重建

在三维地震勘探中，地震数据的空间采样往往存在非规则化的现象。这对后续的处理，尤其是波动方程偏移，将造成很大的影响。而常规的τ—P变换由于信息不足、有限的孔径和离散等因素，使得τ—P域的结果不准确，存在假象。针对这一问题，提出了一种基于稀疏离散τ—P变换的非均匀地震道重建方法。该方法根据局部时窗内地震同相轴可以看作是一系列线性同相轴的组合的原理，使用稀疏离散τ—P变换和预条件双共轭梯度算法进行地震道重建，使空间方向不均匀采样得到规则化重建。理论计算和实际资料处理的结果表明，用该方法重建的地震道，在波形、振幅和相位等方面与原始数据拟合较好。     

τ-p变换压制干扰及道内插技术

如同傅氏变换将时间域信号变换到频率域一样,τ-p变换通过倾斜叠加把时空域信号变换到τ-p域,使得某些在时空域不易解决的问题,在τ-p域比较容易实现。在τ-p域中通过滤波可消除浅层折射、面波等干扰。通过τ-p逆变换回到时空域,可提高信号的信噪比,利用τ-p变换法还可以给出空间道内插技术。     

FK和Shearlet域联合压缩感知数据重构技术

由于稀疏炮检点采集或野外采集因素造成地震数据的不规则,影响地震资料成像质量。基于压缩感知理论的重构方法,能够在有限采样的情况下有效重构地震数据。由于地震道的空间随机缺失在波数域表现为空间假频,文中将时空域的地震道重构转化为频率波数（FK）域的随机噪声压制问题。对FK域数据做多尺度、多方向性的剪切（Shearlet）变换,通过反演迭代消除FK域的空间假频,从而实现地震道的空间重构。该方法是在FK变换后进行Shearlet变换,可以看作一种新的稀疏基变换。由于全局随机采样因子频谱呈白噪特征,分段随机采样因子频谱呈蓝谱特征,因此分段采样数据有效信号与假频的混叠相对减少,更有利于数据重构。实验结果表明,分段随机采样FK+Shearlet域重构精度高于全局随机采样Shearlet域重构、分段随机采样Shearlet域重构和全局随机采样FK+Shearlet域重构。     

非抽样离散小波变换叠前地震数据重建方法

叠前地震数据包含了丰富的地层信息,但在实际勘探中由于受采集条件等影响,叠前地震数据地震道缺失现象严重。针对规则采样不规则道缺失的插值恢复问题,一些传统的插值方法无能为力或者插值效果不佳,而近年来发展起来的非抽样离散小波变换（UDWT）,具有很好的稀疏表示能力,比傅里叶变换能更加稀疏地表示地震数据;根据压缩感知理论,即使不满足Nyquist采样定理的要求,利用极少的观测数据,也可能较好地恢复缺失的地震数据。本文提出一种基于UDWT的地震数据插值方法,对地震数据做插值和规则化处理,可以提高叠前地震数据的完整性,理论模型和实际资料的重建效果验证了方法的有效性和实用性。     

地面微地震资料τ-p变换噪声压制

针对地面微地震监测资料中噪声特点,根据实际有效事件同相轴不规则、静校正难度大的情况,从有效事件角度出发,研究了地面微地震资料τ-p变换去噪方法,以微地震有效事件作为识别目标,在τ-p域进行识别、分析、提取。针对常规τ-p变换存在的计算效率低、分辨率低的缺陷,应用了高分辨率τ-p变换方法;为了适应τ-p变换特性,提出了有效事件时差校正法,并采用邻近事件进行约束。最后用模型以及实际资料进行验证,改善了方法的实际应用效果,表明该去噪方法能够有效地压制微地震实际监测中的噪声,特别是线性相关噪声,提高了资料的信噪比,增强了地面微地震事件的辩识度。     

一种高效稳定的三维叠前插值技术及应用

叠前道内插方法可以改善地震数据空间采样不足对叠前处理和偏移成像造成的不利影响。实际地震资料处理时叠前地震道插值,不但要精度高、适应性强,而且还要速度快,同时不能导致地质假象。为此,将计算效率较高的二维半步长预测滤波插值方法拓展应用到三维叠前资料处理,形成了一种可用于三维叠前数据加密的广义f-x,y域半步长预测插值方法,给出了几种用于炮集数据加密的实现方式。数值试验和实际数据应用展示了方法的实用性。该方法可以对具有空间假频的地震道进行内插,内插出的地震道波形自然。将其应用于三维炮集数据加密,有助于改善地震成像质量。     

τ—q变换法波场分离

在众多的纵、横波分离方法中.τ-p变换法具有一定的优势、但是,纵、横波的能量在τ-p域往往相互重叠,不容易分开.文中在τ-p变换的基础上对波场分离方法作了改进,提出一种经坐标拉伸的τ-p变换法,称为τ-q变换.在τ-q变换域,纵、横彼的能量分别汇聚到左右分开的不同q的一些点上,因此易于实现分离.合成记录和实际资料的试验证明该方法是可行的.     

τ—q变换法波场分离

在众多的纵、横波分离方法中，τ-p变换法具有一定的优势，但是，纵、横波的能量在τ-p域往往相到重叠，不容易分开。中在τ-p变换的基础上对波场分离方法作了改进，提出一种经坐标拉伸的τ-p变换法，称为τ-q变换，在τ-q变换域，纵、横波的能量分别汇聚到左右分开的不同q的一些点上，因此易于实现分离，合成记录和实际资料的试验证明该方法是可行的。     

小波变换实现地震道内插

本文利用小波变换在时间和频率域的良好局部化性质,针对地震资料的特点,优选小波基,通过小波变换重构公式进一步递推实现地震道内插。经过理论模型试算及实际资料处理,没有出现空间假频及背景噪声现象,对断点、断层及同相轴的连续性等方面都保持得较好,具有精度高、速度快等特点,优于目前生产上广泛使用的F-K域道内插及多项式插值方法,表明了此道内播方法在地震资料处理中应用的可行性。     

F-K域抗假频道内插

地震数据空间假频会对地震数据的处理和成象造成不利的影响。为了消除其影响,需要进行道内插,特别是VSP和井间地震反射波具有陡斜率的特点,因此,道内插去假频显得尤为重要。我们采用了F-K域抗假频道内插。F-K域道内插具有速度快、效率高的特点。本文给出了假频线性同相轴F-K域道内插方法的理论推导,并用理论数据和实际进行了验证,结果表明该方法是实用有效的。     

一种高效的频率域正反τ-p变换算法与τ-p双曲线速度滤波

正确的点源记录数据平面波分解(τ-p 变换)的数值计算过程包括 Fourier 变换和 Hallkel 变换。文中对 Hankel 变换中的 Bessel 函数作一逼近后,给出一套在频率域买现正反 r-p 变换的公式。此过程可借助于二维快速傅氏变换(FFT)算法来提高变换的运算速度,其效率比时间域的普通倾斜叠加算法高达二十倍以上,且可大幅度地减少对计算机内存的需要量。我们将文中的高效正反τ-p 变换算法与τ-p 双曲线速度滤波(HVF)相结合,编制了一个在频率域实现的带 HVF 滤波的处理模块。理论合成记录与实际数据的处理结果表明,该方法对压制多种干扰及随机噪声十分有效。     

修正后的线性和双曲线τ-p变换

本文将一种新的求导方法应用于经典连续函数域内常规线性和双曲线τ-p变换,从而更有利于理解离散τ-p变换。为了滤除多次波等干扰波,导出τ-p变换的第一步是求其反变换,然后再计算正变换。做正变换时通常需要沿P方向做反褶积,以提高该方向的分辨率。在τ-p域内进一步改进同相轴分离技术则有助于滤波处理。对有限孔径数据而言,做线性及曲线     

利用局部τ-p变换增强叠后地震信号

τ-p变换在地震数字处理中有广泛的应用。τ-p域中的τ为直线方程t=τ+px在x=0时的时间轴上的截距,这种形式的τ-p变换称为全τ-p变换。若将时间轴平移至x=x_m时,则此种形式的π-p变换称为局部τ-p变换。局部τ-p变换并不改变全τ-p变换所具有的特点,但可以节省计算工作量。局部τ-p变换可以用于增强叠后地震信号,和通常的相干加强作用十分相似。局部τ-p变换和相干加强在计算中都要计算相似系数,所不同的是计算权系数的方法,前者使用相似系数加一个门槛值,后者采用对相似系数作平滑处理。实践表明,局部τ-p变换增强信号的效果要好于相干加强处理的效果。     

叠前含随机噪音地震数据抛物Radon变换法重建

抛物Radon变换法是地震数据插值和外推的有效方法。本文研究了含随机噪音地震数据的抛物Radon变换法实现，抛物Radon变换法是沿抛物线路径进行积分的数据处理方法，所以该方法压制随机噪音的原理和CMP道集叠加类似。模拟的水平层状介质模型和二维复杂Marmousi模型数据插值和外推计算结果显示本文给出的方法对含随机噪音地震数据的插值是有效的。实际采集地震数据的CMP道集处理结果表明抛物Radon变换法可以在数据外推的同时有效的提高地震资料的信噪比，是一种实用的叠前地震数据预处理方法。     

用Radon变换法消除沙丘鸣震的应用及效果分析

沙丘鸣是由于地震波在沙层中多次反射所产生的一种层间多次歧，这是在陆上资料处理中经常遇到的现象。它的存在使地震剖的分辨率降低，并干扰人们对有效波的认识。主要介绍了在Omega地震资料处理系统中用Radon变换消除沙丘鸣震的原理和方法。该方法实质上是一种“减去波”方法：首先在τ-p域中把想要去除的相干干扰信号（包括多次波）识别并分离出来，然后再转换到τ－x域并将它从原始的地震信号中减去。对陆上某工区实际资料的实际处理结果表明，用Radon变换消除沙丘鸣震取得了较理想的效果。     

应用二维非均匀曲波变换压制地震随机噪声

由于野外地表条件及采集环境的影响,实际地震数据经常呈现不规则的空间采样,而常规的曲波变换去噪方法无法对非均匀空间采样的地震数据进行处理。为此,将非均匀快速傅里叶变换引入多尺度、多方向二维曲波变换,建立均匀曲波系数与空间非均匀采样地震数据之间的规则化反演算子,使用线性Bregman算法反演,在每次迭代过程中采用软阈值对曲波系数去噪,得到无噪声的均匀曲波系数,再进行常规二维曲波反变换,得到去噪后的地震数据。理论模型与实际资料的处理结果表明,该方法在将非均匀采样地震数据内插为均匀采样数据的同时,有效地压制了噪声干扰。     

相对保幅的抛物线Radon变换法地震道重建

实际地震资料中常见地震道缺失或空间采样不足的问题,这不仅会导致有效信息丢失,还有可能在后续的处理中产生不利影响。为此,基于抛物线Radon变换进行缺失地震道重建的基本原理,综合考虑AVO响应特征及傅里叶变换基本性质,提出了相对保幅的抛物线Radon变换地震道重建方法。该方法是对前人提出的道均衡抛物线Radon变换地震道重建方法的一种改进,即在道均衡过程中考虑了反射振幅随偏移距的变化,根据AVO特征对不同偏移距的重建地震道采用不同的均衡系数,而不是采用固定的道均衡系数对道与道之间简单地均衡,所以可以加快重建数据向实际数据逼近的速度并提高数据重建的精度。模型数据和实际地震资料的试算结果表明,相对保幅的抛物线Radon变换地震道重建方法对于叠前地震数据的重采样及不同偏移距地震道的重建是有效可行的,不仅能够实现缺失地震道的相对保幅重建,而且可以大大提高重建效率。     

应用OVT域体τ-p变换提高地震资料信噪比

体τ-p变换技术将常规二维τ-p变换去噪方法应用于三维叠后数据体,可显著提高信噪比。OVT(Offset Vector Tile)域道集可延展至全工区的单次覆盖特性,便于在叠前应用体τ-p变换技术。在OVT域将体τ-p变换技术应用于TG地区实际低信噪比数据,并与常规3D-RNA技术进行对比,结果表明:无论是在去噪未实施偏移前还是在去噪实施偏移后,体τ-p变换技术压制随机噪声、提高信噪比的效果均明显优于3D-RNA技术,因此它是一种提高低信噪比地区地震资料成像品质的有效手段。     

f-x域地震道内插理论及实现

f-x域道内插技术是基于道间时差固定的信号在f-x域可预测的理论而提出的。文中讨论了在f-x域具有固定道间时差信号的广义预测算子(即插值算子)及存在条件,并给出了道内括实现方法。在一个小的时、空窗内,地震数据(如叠后)可以近似地认为是由为数不多的若干组道间时差固定的反射波所组成,因此利用此种f-x域道内插技术,可以实现地震数据的道内插,并减少空间假频。     

拉冬变换去噪模块的开发与应用

本文从拉冬变换的基本概念入手,简单介绍了拉冬变换去噪技术、即将t-x域的数据沿线性、抛物线或双曲线的轨迹转换到τ-p 域。然后在τ-p域中分离相干噪声(包括多次波、线性噪声等),冉将它们转换到t-x域,并从原始地震信号中减去相干噪声(主要是一个减法的去噪过程),即可达到去除噪声、提高信噪比的目的。本文利用拉冬变换去噪技术对多次波比较发育的A工区进行了测试,结果表明利用该方法去除多次波是较理想的。